以太坊防量子攻擊

Ⅰ 區塊鏈如何保證使用安全

區塊鏈項目（尤其是公有鏈）的一個特點是開源。通過開放源代碼，來提高項目的可信性，也使更多的人可以參與進來。但源代碼的開放也使得攻擊者對於區塊鏈系統的攻擊變得更加容易。近兩年就發生多起黑客攻擊事件，近日就有匿名幣Verge（XVG）再次遭到攻擊，攻擊者鎖定了XVG代碼中的某個漏洞，該漏洞允許惡意礦工在區塊上添加虛假的時間戳，隨後快速挖出新塊，短短的幾個小時內謀取了近價值175萬美元的數字貨幣。雖然隨後攻擊就被成功制止，然而沒人能夠保證未來攻擊者是否會再次出擊。

當然，區塊鏈開發者們也可以採取一些措施

一是使用專業的代碼審計服務，

二是了解安全編碼規范，防患於未然。

密碼演算法的安全性

隨著量子計算機的發展將會給現在使用的密碼體系帶來重大的安全威脅。區塊鏈主要依賴橢圓曲線公鑰加密演算法生成數字簽名來安全地交易，目前最常用的ECDSA、RSA、DSA 等在理論上都不能承受量子攻擊，將會存在較大的風險，越來越多的研究人員開始關注能夠抵抗量子攻擊的密碼演算法。

當然，除了改變演算法，還有一個方法可以提升一定的安全性：

參考比特幣對於公鑰地址的處理方式，降低公鑰泄露所帶來的潛在的風險。作為用戶，尤其是比特幣用戶，每次交易後的余額都採用新的地址進行存儲，確保有比特幣資金存儲的地址的公鑰不外泄。

共識機制的安全性

當前的共識機制有工作量證明（Proof of Work，PoW）、權益證明（Proof of Stake，PoS）、授權權益證明（Delegated Proof of Stake，DPoS）、實用拜占庭容錯（Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT）等。

PoW 面臨51%攻擊問題。由於PoW 依賴於算力，當攻擊者具備算力優勢時，找到新的區塊的概率將會大於其他節點，這時其具備了撤銷已經發生的交易的能力。需要說明的是，即便在這種情況下，攻擊者也只能修改自己的交易而不能修改其他用戶的交易（攻擊者沒有其他用戶的私鑰）。

在PoS 中，攻擊者在持有超過51%的Token 量時才能夠攻擊成功，這相對於PoW 中的51%算力來說，更加困難。

在PBFT 中，惡意節點小於總節點的1/3 時系統是安全的。總的來說，任何共識機制都有其成立的條件，作為攻擊者，還需要考慮的是，一旦攻擊成功，將會造成該系統的價值歸零，這時攻擊者除了破壞之外，並沒有得到其他有價值的回報。

對於區塊鏈項目的設計者而言，應該了解清楚各個共識機制的優劣，從而選擇出合適的共識機制或者根據場景需要，設計新的共識機制。

智能合約的安全性

智能合約具備運行成本低、人為干預風險小等優勢，但如果智能合約的設計存在問題，將有可能帶來較大的損失。2016 年6 月，以太坊最大眾籌項目The DAO 被攻擊，黑客獲得超過350 萬個以太幣，後來導致以太坊分叉為ETH 和ETC。

對此提出的措施有兩個方面：

一是對智能合約進行安全審計，

二是遵循智能合約安全開發原則。

智能合約的安全開發原則有：對可能的錯誤有所准備，確保代碼能夠正確的處理出現的bug 和漏洞；謹慎發布智能合約，做好功能測試與安全測試，充分考慮邊界；保持智能合約的簡潔；關注區塊鏈威脅情報，並及時檢查更新；清楚區塊鏈的特性，如謹慎調用外部合約等。

數字錢包的安全性

數字錢包主要存在三方面的安全隱患：第一，設計缺陷。2014 年底，某簽報因一個嚴重的隨機數問題（R 值重復）造成用戶丟失數百枚數字資產。第二，數字錢包中包含惡意代碼。第三，電腦、手機丟失或損壞導致的丟失資產。

應對措施主要有四個方面：

一是確保私鑰的隨機性；

二是在軟體安裝前進行散列值校驗，確保數字錢包軟體沒有被篡改過；

三是使用冷錢包；

四是對私鑰進行備份。

Ⅱ 區塊鏈的TPS是什麼

TPS英文全稱是Transaction PerSecond，應用在數字貨幣，TPS指的是系統吞度量，也是每秒系統處理的數量。假如TPS每秒並發太低，很容易造成網路擁堵嚴重，從而使得區塊鏈在高價值的高並發業務領域無法落地。比如，由於TPS每秒並發太低，比特幣和以太坊都存在交易費用高、確認時間長、擴展性差的問題，比特幣社區因此產生分裂，硬分叉成為常態。

目前很多幣在TPS上做文章，希望能避開比特幣的劣勢。比如說ULAM、USDT、USC、幾種貨幣，他們的吞吐量分別是最低1萬TPS確認、7TPS確認、100TPS確認，我們可以對比他們TPS的高低來辨別他們的速度。

眾所周知，比特幣每秒只能進行大約7筆交易

以太坊稍微好一些，也就10-20筆。

作為一個支付系統，這是遠遠遠遠不夠的，經常也有人拿這點來說事，認為區塊鏈效率低雲雲。

最近發現了一個非常不錯，並且高TPS的公鏈：ULAM公鏈。

ULAM是繼POW、POS、DPOS、PBFT類共識演算法之後的第五個在共識演算法上有重大創新的區塊鏈項目。

ULAM共識演算法其利用哈希函數的特性創造出超低能耗、完全去中心化、高度穩定的區塊鏈系統；是目前唯一一個成功打破區塊鏈「不可能三角」的全新共識演算法。ULAM不需要進行哈希計算競賽，可以允許低功耗的手機、智能手錶、路由器等參與「挖礦」。ULAM設計的全新非互動式交易驗證演算法（NITCV），可以使TPS最低達到1萬。ULAM使用知識證明的方法構造出非互動式交易驗證演算法。ULAM具有超級碎片化節點；完全去中心化；抗算力集中；49%容錯率；抗量子攻擊；

Ⅲ 以太坊怎麼維護

以太坊的維護是通過礦工節讓激點進行的坦洞襪。礦工節點是指通過計算機挖礦獲得以太幣的節點，在維護以太坊網路的同時也在為自己獲取收益。這些礦工節點會通過算力競賽的方式來爭奪下一個區塊的產生權，通過解決數學難題來獲得下一個區塊的產生權，並將新的區塊添加到區塊鏈中。在添加新的區塊時，礦工節點需要驗證該區塊中的所有交易是否合法，例如是否滿足賬戶余額的要求、是否滿足智能合約的要求等。如果驗證通過，該區塊就會被添加到區塊鏈中，否則就會被拒絕。

除了礦工節點的維護，以太坊還有一些其他的維護措施，例如節點管理、智能合約審核等。節點管理是指通過增加節點數量來提高網路的穩定性和安全性。智能合約審核是指對新的智能合約進行審核和測試，確保其符合規范並且沒有漏洞，以避免因為智能合約問題導致的安全事故。

總之，以太坊的維護是通過礦工節點、節點管理和顫橡智能合約審核等多種措施來保證網路的安全性和穩定性。

Ⅳ 什麼是ZK Rollup（ZKR）

ZK Rollup是一種Layer2擴容解決方案，其中所有資金都由主鏈上的智能合約持有，而它執行鏈下的計算和存儲，其側鏈的有效性通過零知識證明來確保。

ZK Rollup最初由Barry Whitehat於2018年提出，其安全保障與底層Layer1（即以太坊）相同，可以在一分鍾內生產區塊並將吞吐量提高至2,000 tps。ZK Rollup實現的項目包括Matter Labs和Starkware。

在 ZKR 中，運營者必須為 Layer 2 上的每個狀態轉換生成一個 zk-SNARK有效性證明，並將這些有效性證明提交至 Layer 1 上的 Rollup 合約。Rollup 合約會驗證這些從舊的默克爾根到新的默克爾根的狀態轉換的證明是否有效。雖然使用了新的元件，但是這些保障從本質上來說是密碼學的。

Matter Labs 團隊開發的 zkSync已在以太坊主網上線。 Loopring 已經使用 ZKR推出了中心化交易所和支付服務。StarkWare 團隊的 StarkEx 是一種使用 zk-STARK（而非 zk-SNARK）的 ZKR 技術，因此不依賴於可信設置，具有更強的可擴展性，而且能夠抵禦量子計算攻擊。

鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站 」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑，推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革，構建應用型、復合型人才培養體系。